JP2020167792A - ステータ及びこのステータを備えるモータ - Google Patents
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Abstract
Description
。
この構成によれば、渦電流の発生が抑制されるため、渦電流損の低減に貢献できる。また、固定子鉄心の形状の自由度が向上する。
この構成によれば、ロータの周方向及びロータの径方向の少なくとも一方において、固定子鉄心が固定子爪磁極と支持部との接触によって位置決めされる。このため、固定子鉄心の構成を複雑化することなく、固定子鉄心同士を位置決めできる。
以下、第1実施形態のモータ1について説明する。なお、本開示は、以下に記載する例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
鉄心11の外周面11D(図2参照)と対向するように回転軸心RAの周方向に並べられている。一例では、複数の磁石52は、各回転子鉄心51の内周面51Aにおいて、回転軸心RAの周方向に20個ずつ並べられている。回転軸心RAの周方向は、ロータ50の周方向(以下、「周方向」)と一致する。磁石52は、例えば永久磁石である。
61は、絶縁部材70の端面71に接触するように配置されている。絶縁部材70がステータ10から省略される例では、第1端板部61は、U相の固定子鉄心11の端面11Bに接触するように配置される。第2端板部62は、例えば円板形状を有する。一例では、第2端板部62は、第1端板部61よりも直径が大きい円板形状を有する。第2端板部62は、ステータ10において、軸方向の他方の端面10C(図8参照)に接触するように配置されている。ステータ10の他方の端面10Cは、W相の固定子鉄心11の端面11C(図8参照)によって構成されている。一例では、第2端板部62は、W相の固定子鉄心11の端面11Cに接触するように配置されている。
固定子鉄心11は、円状のバックヨーク12と、バックヨーク12からロータ50の径方向(以下、「径方向」)に突出した固定子爪磁極13とを含む。本実施形態のバックヨーク12は、円環形状を有する。固定子鉄心11の貫通孔11Aは、バックヨーク12に形成されている。換言すれば、バックヨーク12は貫通孔11Aを有する。固定子爪磁極13は、バックヨーク12の外周面12Aから径方向に突出し、軸方向に延びている。
爪磁極22の先端24Aを含む部分を構成している。第2爪磁極24は、第1爪磁極23から第2固定子30に向けて延びている。第2爪磁極24は、例えば直方体形状を有する。一例では、固定子鉄心11の外周面11Dの一部を構成する第2爪磁極24の外面24Bが、ロータ50の磁石52と対向している。
図5に示されるように、相間絶縁部材40は、隣接する固定子鉄心11の間に配置される絶縁部41と、支持部42とを含む。絶縁部41は、例えば円環形状を有する。絶縁部41は、シート状、中空状、又は網目状に構成される。本実施形態の絶縁部41は、シート状に構成されている。支持部42は、固定子鉄心11の固定子爪磁極13と接触するように絶縁部41に設けられている。一例では、支持部42は、軸方向及び径方向の少なくとも一方に延びるように絶縁部41に設けられている。固定子爪磁極13と支持部42とが、周方向及び径方向の少なくとも一方において接触する。本実施形態では、固定子爪磁極13と支持部42とが、周方向において接触する(図2参照)。具体的には、支持部42は、絶縁部41に隣接する固定子鉄心11の第1固定子爪磁極22及び第2固定子爪磁極32と周方向に接触する。
に設けられている。周方向における第1支持部43と第2支持部44とのずれは、周方向における各相の固定子鉄心11の位置に基づいて設定されている。第1支持部43が接触する固定子鉄心11と、第2支持部44が接触する固定子鉄心11とは、軸方向において互いに隣り合う相の固定子鉄心11である。
の関係が反対である。換言すれば、周方向において互いに隣り合う第2支持部44は、第1側面44A同士又は第2側面44B同士が互いに対向する。
挿入されることによってモータ1が構成される。このモータ1では、固定子鉄心11同士が位置決めされた状態で、ステータ10を固定部材60によって好適に固定できる。
(1−1)ステータ10では、固定子爪磁極13と支持部42とが、周方向において接触する。この構成によれば、周方向において、固定子鉄心11が固定子爪磁極13と支持部42との接触によって位置決めされる。このため、固定子鉄心11の構成を複雑化することなく、固定子鉄心11同士を位置決めできる。
図9〜図12を参照して、第2実施形態のモータ1について説明する。本実施形態のモータ1は、第1実施形態のモータ1と比較して、相間絶縁部材の構成が異なる。以下の説明において、便宜上、第1実施形態のモータ1の構成要素の機能と共通する構成要素には同一符号を付し、その機能の説明を省略する。なお、図9に示されるモータ1は、ロータ50を省略した状態を示している。
では、第1支持部83は、径方向において、第1面81Aの縁81Bとの間に所定の隙間が形成されるように第1面81Aに設けられている。所定の隙間は、固定子爪磁極22,32の先端24A,34Aを配置可能な空間を有する。第1支持部83の数の一例は10個である。第1支持部83は、例えば絶縁部81の第1面81Aの縁81B付近において、周方向に等間隔に並べられている。第1支持部83は、周方向に延びるように構成されている。第1支持部83は柱体形状を有する。一例では、第1支持部83は、径方向において、ロータ50の回転軸心RAに向けて先細りの略四角柱形状を有する。
(2−1)支持部82は、絶縁部81に隣接する固定子鉄心11の第1固定子爪磁極22及び第2固定子爪磁極32の一方と周方向に接触し、第1固定子爪磁極22及び第2固定子爪磁極32の他方と径方向に接触する。この構成によれば、絶縁部81に隣接する固定子鉄心11において、第1固定子20が第1固定子爪磁極22と支持部82との接触によって周方向及び径方向の一方に位置決めされ、第2固定子30が第2固定子爪磁極32と支持部82との接触によって周方向及び径方向の他方に位置決めされる。このため、周方向及び径方向において、固定子鉄心11同士を好適に位置決めできる。また、固定子鉄心11の構成を複雑化することなく、第1固定子20及び第2固定子30を周方向及び径方向において位置決めできる。
図13〜図16を参照して、第3実施形態のモータ1について説明する。本実施形態のモータ1は、第1実施形態のモータ1と比較して、相間絶縁部材の構成が異なる。以下の説明において、便宜上、第1実施形態のモータ1の構成要素の機能と共通する構成要素には同一符号を付し、その機能の説明を省略する。なお、図13に示されるモータ1は、ロータ50を省略した状態を示している。
と、複数の固定子鉄心11の間に設けられる相間絶縁部材90とを備える。相間絶縁部材90は非磁性体である。相間絶縁部材90を構成する材料の一例は樹脂である。相間絶縁部材90は、軸方向において互いに隣り合う一方の固定子鉄心11と他方の固定子鉄心11とが互いに絶縁されるように、一方の固定子鉄心11と他方の固定子鉄心11との間に配置されている。相間絶縁部材90の数は、複数の固定子鉄心11の数によって決められる。一例では、相間絶縁部材90の数は2つである。図13に示されるドットは、相間絶縁部材90を示している。本実施形態の絶縁部材70は、相間絶縁部材90が軸方向における中心線で切断された一方の形状を有していてもよく、相間絶縁部材90と実質的に同じ形状を有していてもよく、平板形状を有していてもよい。
93Aとの接触によって位置決めされる。
置決めされ、他方の固定子鉄心11が第2支持部94によって位置決めされる。
(3−1)支持部92は、絶縁部91に隣接する固定子鉄心11の第1固定子爪磁極22及び第2固定子爪磁極32の一方と周方向に接触し、第1固定子爪磁極22及び第2固定子爪磁極32の他方と周方向及び径方向に接触する。この構成によれば、絶縁部91に隣接する固定子鉄心11において、第1固定子20及び第2固定子30の一方が固定子爪磁極22,32と支持部92との接触によって周方向に位置決めされ、第1固定子20及び第2固定子30の他方が固定子爪磁極22,32と支持部92との接触によって周方向及び径方向に位置決めされる。このため、周方向及び径方向において、固定子鉄心11同士を好適に位置決めできる。また、固定子鉄心11の構成を複雑化することなく、第1固定子20及び第2固定子30を周方向及び径方向において位置決めできる。
図17を参照して、第4実施形態のモータ1について説明する。本実施形態のモータ1は、第1実施形態のモータ1と比較して、固定部材60の構成が異なる。以下の説明において、便宜上、第1実施形態のモータ1の構成要素の機能と共通する構成要素には同一符号を付し、その機能の説明を省略する。なお、図17に示されるモータ1は、ロータ50を省略した断面を示している。
に挿入され、棒状部64のねじ溝64Aが第2端板部62のねじ溝62Cに螺合されることによって、棒状部64と第2端板部62とが固定される。このため、ステータ10が第1端板部61と第2端板部62との間で挟まれるように固定される。
(4−1)複数の棒状部64は、周方向に間隔を空けて配置されている。この構成によれば、複数の棒状部64がステータ10の貫通孔10Aに挿入され、複数の棒状部64と第1端板部61及び第2端板部62とが固定されるため、ステータ10を強固に固定できる。
図18を参照して、第5実施形態のモータ1について説明する。本実施形態のモータ1は、第1実施形態のモータ1と比較して、固定部材60の構成が異なる。以下の説明において、便宜上、第1実施形態のモータ1の構成要素の機能と共通する構成要素には同一符号を付し、その機能の説明を省略する。なお、図18に示されるモータ1は、ロータ50を省略した断面を示している。
(5−1)ステータ10の貫通孔10Aに挿入された棒状部63のねじ溝63Aが、第2端板部62の貫通孔62Eを挿通して押さえ部65のねじ溝65Aに螺合される。この構成によれば、ステータ10を簡素な構成で固定できる。
図19を参照して、第6実施形態のモータ1について説明する。本実施形態のモータ1は、第1実施形態のモータ1と比較して、固定部材60の構成が異なる。以下の説明において、便宜上、第1実施形態のモータ1の構成要素の機能と共通する構成要素には同一符号を付し、その機能の説明を省略する。なお、図19に示されるモータ1は、ロータ50を省略した断面を示している。
(6−1)ステータ10の貫通孔10Aに挿入された棒状部63と、第2端板部62の穴62Fとが、圧入、焼き嵌め、及び冷やし嵌めのいずれかの工法で締結されることによってステータ10が固定される。この構成によれば、ステータ10を強固に固定できる。
図20を参照して、第7実施形態のモータ1について説明する。本実施形態のモータ1は、第1実施形態のモータ1と比較して、棒状部63の構成が異なる。以下の説明において、便宜上、第1実施形態のモータ1の構成要素の機能と共通する構成要素には同一符号を付し、その機能の説明を省略する。
(7−1)棒状部63は、内部空間63Dを構成する内周面63Eと外周面63Bとを径方向に貫通する貫通部63Fを有する。この構成によれば、ステータ10の巻線14を、貫通部63Fを介して容易に引き出すことができる。また、モータ1を軽量に構成できる。
上記各実施形態は、本開示に関するステータ及びこのステータを備えるモータが取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本開示に関するステータ及びこのステータを備えるモータは、上記各実施形態に例示された形態とは異なる形態を取り得る。その一例は、上記各実施形態の構成の一部を置換、変更、もしくは、省略した形態、又は上記各実施形態に新たな構成を付加した形態である。以下の変更例において、上記各実施形態の形態と共通する部分については、上記各実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
以上、本装置の実施の形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本装置の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
10 ステータ
11 固定子鉄心
12 バックヨーク
13 固定子爪磁極
20 第1固定子
21 第1バックヨーク
22 第1固定子爪磁極
24A 先端
30 第2固定子
31 第2バックヨーク
32 第2固定子爪磁極
34A 先端
40,80,90 相間絶縁部材
41,81,91 絶縁部
41A,81A,91A 第1面
41C,81C,91C 第2面
42,82,92 支持部
43,83,93 第1支持部
44,84,94 第2支持部
50 ロータ
G 空隙
Claims (9)
- ロータ(50)の軸方向に積層された複数の固定子鉄心(11)と、
前記複数の固定子鉄心(11)の間に設けられる相間絶縁部材(40,80,90)とを備え、
前記固定子鉄心(11)は、円状のバックヨーク(12)と、前記バックヨーク(12)から前記ロータ(50)の径方向に突出した固定子爪磁極(13)とを含み、
前記相間絶縁部材(40,80,90)は、隣接する前記固定子鉄心(11)の間に配置される絶縁部(41,81,91)と、支持部(42,82,92)とを含み、
前記固定子爪磁極(13)と前記支持部(42,82,92)とが、前記ロータ(50)の周方向及び前記ロータ(50)の径方向の少なくとも一方において接触する
ステータ。 - 前記支持部(42,82,92)は、前記ロータ(50)の軸方向における前記絶縁部(41,81,91)の第1面(41A,81A,91A)から前記ロータ(50)の軸方向に延びる第1支持部(43,83,93)と、前記絶縁部(41,81,91)の前記第1面(41A,81A,91A)とは反対側の第2面(41C,81C,91C)から前記ロータ(50)の軸方向に延びる第2支持部(44,84,94)とを含み、
前記第1支持部(43,83,93)は、前記ロータ(50)の周方向において前記第2支持部(44,84,94)とは異なる位置に設けられる
請求項1に記載のステータ。 - 前記固定子鉄心(11)は、第1固定子(20)及び第2固定子(30)によって構成され、
前記第1固定子(20)は、円状の第1バックヨーク(21)と、前記第1バックヨーク(21)から前記ロータ(50)の径方向に突出した第1固定子爪磁極(22)とを含み、
前記第2固定子(30)は、円状の第2バックヨーク(31)と、前記第2バックヨーク(31)から前記ロータ(50)の径方向に突出した第2固定子爪磁極(32)とを含む
請求項1又は2に記載のステータ。 - 前記第1固定子爪磁極(22)は、前記第1バックヨーク(21)から前記ロータ(50)の径方向に突出し、前記ロータ(50)の軸方向において少なくとも前記第2固定子(30)に向けて延び、
前記第2固定子爪磁極(32)は、前記第2バックヨーク(31)から前記ロータ(50)の径方向に突出し、前記ロータ(50)の周方向において前記第1固定子爪磁極(22)との間に空隙(G)が形成されるように、前記ロータ(50)の軸方向において少なくとも前記第1固定子(20)に向けて延びる
請求項3に記載のステータ。 - 前記絶縁部(41,81,91)は、前記絶縁部(41,81,91)に隣接する前記固定子鉄心(11)の前記第1固定子爪磁極(22)及び前記第2固定子爪磁極(32)のうち、前記絶縁部(41,81,91)に向かって延びる一方の前記固定子爪磁極(22,32)の先端(24A,34A)と前記ロータ(50)の軸方向に接触する
請求項4に記載のステータ。 - 前記支持部(42,82,92)は、前記絶縁部(41,81,91)に隣接する前記固定子鉄心(11)の前記第1固定子爪磁極(22)及び前記第2固定子爪磁極(32)と前記ロータ(50)の周方向に接触する
請求項3〜5のいずれか一項に記載のステータ。 - 前記支持部(42,82,92)は、前記絶縁部(41,81,91)に隣接する前記固定子鉄心(11)の前記第1固定子爪磁極(22)及び前記第2固定子爪磁極(32)の一方と前記ロータ(50)の周方向に接触し、前記第1固定子爪磁極(22)及び前記第2固定子爪磁極(32)の他方と前記ロータ(50)の径方向に接触する
請求項3〜6のいずれか一項に記載のステータ。 - 前記固定子鉄心(11)は、圧粉磁心によって形成されている
請求項1〜7のいずれか一項に記載のステータ。 - 請求項1〜8のいずれか一項に記載のステータ(10)と、
前記ロータ(50)とを備える
モータ。
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